发布时间 : 星期四 文章课程设计任务书-简单数字频率计的设计与制作 2更新完毕开始阅读84be0abdaeaad1f346933fc5
方案二
方案二为利用时控电路与计数器设计的数字频率计。其基本原理是待测信号经过放大整形成幅值变大频率不变的方波脉冲，与时控电路中555构成的单稳态触发器定时产生的标准1s信号同时送入计数器，使计数器在标准1s内对待测信号内含有的脉冲数进行计数，并译码显示；同时利用时控电路里的单刀双掷开关，根据芯片逻辑功能对计数器进行清零，以便计数。
其原理框图如下所示：
方案分析与选择
两个方案最大的区别在于时控电路对计数的控制以及译码信号的锁存。方案一的实际原理偏复杂，用 multisim可以仿真出正确的结果，但是由于较方案二多出两块锁存器芯片，增添了实物操作、调试时的负担。方案二的核心设计知识均来自于课本，整体结构简单，元器件数目少、常见易用，能够通过仿真验证其功能实现的正确性，并且设计有清零端口使实际运用时操作更直接。
综合考虑设计原理难易程度、制作与调试易实现程度、元器件使用难易三方面，选择方案二。
3 单元电路设计与分析
3.1 放大电路
为了能测量不同电平值与波形的周期信号和频率，必须对被测信号进行放大与整形处理，使之成为能被计数器有效识别的脉冲信号。由运算放大器使信号幅值扩展，其放大倍数为R3/R1。放大电路的连接图如图所示：
图3 放大电路连接图
3.2 整形电路
波形的整形用到了555构成的施密特触发器，利用其波形变换、整形的功能将三角波、正弦波等变成矩形波，整形后变为较理想的方波脉冲。整形电路的连接图如图所示：
图4 整形电路连接图
3.3 时控电路
本文的时控电路是由单稳态触发器和一个与门组成的，而单稳态触发器是由555定时器组成，通常单稳态触发器的作用有定时、延时和噪声消除，本文是利用它的定时作用，即只有在单稳态触发器脉冲时间内，输入信号才有可能通过与门。假设输入信号经过放大整形成了被测信号，时控电路使之在输出脉冲时间内进入计数器计数，以测出被测信号频率。时控电路的连接图如图所示：
同时，利用时控电路的单刀双掷开关SW1对计数器进行清零，方便下一次计数。
图5 时控电路连接图
该部分单元电路用到了与门74LS08，其引脚图和功能表如下图所示：
图6 74LS08引脚图
表1 74LS08功能表